JP2014108695A - Network system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のECUを含むネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a network system including a plurality of ECUs.
事業所や車両において構築されるネットワークシステムには、ECUのような制御装置や通信端末が接続されている(特許文献1参照)。 A control device such as an ECU and a communication terminal are connected to a network system constructed in an office or vehicle (see Patent Document 1).
同じ機能のECUを複数個使用してネットワークシステムを構築する際に、該システムに接続された他の装置から、各ECUに同時に同じ動作をさせる場合は一つの動作指令を送出すればよいが、ECUを個別に動作させたり、各ECUの動作タイミングを異なるものとする場合、ECUを識別する必要がある。 When constructing a network system using a plurality of ECUs of the same function, if other ECUs connected to the system simultaneously perform the same operation to each ECU, one operation command may be sent. When the ECU is operated individually or when the operation timing of each ECU is different, it is necessary to identify the ECU.
そこで、例えば、以下の方法により、ECUを識別している。
・抵抗を用いたプルアップあるいはプルダウンにより、ECUに含まれるIC(マイコン等)の入力状態を変化させて、その状態に基づいてECUが識別情報(ID)を取得する。
・ECUにID登録機能を設け、システム構築後に、外部装置からIDを書き込む。
・ECU上で実行されるソフトウエアのソースコードに、予めIDを設定しておく。
Therefore, for example, the ECU is identified by the following method.
The input state of an IC (microcomputer or the like) included in the ECU is changed by pull-up or pull-down using a resistor, and the ECU acquires identification information (ID) based on the state.
-Provide an ID registration function in the ECU, and write the ID from the external device after system construction.
-An ID is set in advance in the source code of software executed on the ECU.
ECUに含まれるIC(マイコン等)の入力状態を変化させる方法では、ハードウエアの種類が増加するため品番数が増加する。当然補給品番数も増加するため管理工数も多くなる。ECUにID登録機能を設ける方法では、ハードウエアおよびソフトウエアは共通化できるが、IDを設定する場合に、外部装置から書き込むための工数を要する。ソフトウエアのソースコードに、予めIDを設定する方法では、ソフトウエアが個別になるため、同一ECUの接続数によってソフト品番が発生する状況になる。また、途中でECUの数が変更になるとその都度変更が必要となり拡張性が損なわれる。 In the method of changing the input state of an IC (microcomputer or the like) included in the ECU, the number of product numbers increases because the types of hardware increase. As a matter of course, the number of replenished products also increases and the man-hours for management increase. In the method of providing an ID registration function in the ECU, hardware and software can be shared, but man-hours for writing from an external device are required when setting the ID. In the method of setting the ID in advance in the software source code, since the software becomes individual, the software product number is generated depending on the number of connections of the same ECU. Further, if the number of ECUs is changed on the way, it is necessary to change each time, and expandability is impaired.
上記問題点を背景として、本発明の課題は、ハードウエアおよびソフトウエアを共通化し、ECUに効率よく識別情報を付与することが可能なネットワークシステムを提供することにある。 Against the background of the above problems, an object of the present invention is to provide a network system that can share hardware and software and efficiently assign identification information to an ECU.
上記課題を解決するためのネットワークシステムは、マスタECUと、マスタECUに通信可能に接続され、マスタECUとの通信に基づいて動作する、同一の機能動作を行う複数のスレーブECUとを含み、スレーブECUは、外部から予め定められた信号が入力される入力線の状態を検知する検知部と、検知した入力線の状態に基づき、ECUの識別情報を取得する識別情報取得部と、を備える。 A network system for solving the above problems includes a master ECU, and a plurality of slave ECUs that are connected to the master ECU so as to be communicable and operate based on communication with the master ECU and perform the same functional operation. The ECU includes a detection unit that detects a state of an input line to which a predetermined signal is input from the outside, and an identification information acquisition unit that acquires the identification information of the ECU based on the detected state of the input line.
上記構成によって、基本的にECUの品番は1種類となり、IDを自動的に識別することでハードウエアとソフトウエアを共通化でき、ECUの品番管理の負荷を低減できる。また、外部からIDを書き込む必要もない。さらに、ECUの数が変更になっても対応でき、拡張性も維持できる。 With the above configuration, there is basically only one type of ECU part number. By automatically identifying the ID, hardware and software can be shared, and the load of ECU part number management can be reduced. Further, it is not necessary to write the ID from the outside. Furthermore, even if the number of ECUs is changed, it is possible to cope with it and maintain expandability.
以下、本発明のネットワークシステムについて、図面を用いて説明する。図1のように、ネットワークシステム1は、マスタECU10、および複数のスレーブECU20、30、40,50が、LAN60により通信可能に接続されている。
The network system of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, in the network system 1, a
図1の構成が、電源線と接地との間に、マスタECUとスレーブECUとの総数に等しい抵抗が直列接続され、電源線に接続された抵抗はマスタECUに含まれ、残余の抵抗は1つずつスレーブECUに含まれ、スレーブECUに含まれた抵抗の電源線側の一端が、スレーブECUの入力線に接続され、検知部は、入力線の電圧を検知し、識別情報取得部は、検知部が検知した電圧値に基づいて識別情報を取得するものに相当する。 In the configuration of FIG. 1, resistors equal to the total number of master ECUs and slave ECUs are connected in series between the power supply line and the ground, the resistance connected to the power supply line is included in the master ECU, and the remaining resistance is 1 Each included in the slave ECU, one end on the power supply line side of the resistance included in the slave ECU is connected to the input line of the slave ECU, the detection unit detects the voltage of the input line, the identification information acquisition unit, This corresponds to obtaining identification information based on the voltage value detected by the detection unit.
マスタECU10は、周知のCPU11、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体を用いたメモリ11a、コネクタ12、通信インターフェース(以降、「通信I/F」と略称)13、抵抗R1、およびA/D変換器を含む周辺回路(図示せず)を含む。マスタECU10は、通信によりスレーブECU(符号を付記していないときは20、30、40,50の総称、以降同じ)の状態を取得したり、スレーブECUに所定の動作指示を行う。
The master ECU 10 includes a well-known
また、マスタECU10の入力線14には、抵抗R1の一端(電源線に近い側)が接続され、コネクタ12を介して電源線15に接続されている。また、他の一端(接地に近い側)は、コネクタ12を介して、配線25に接続されている。配線25は、下位のスレーブECU20のコネクタ22を介し、入力線24に接続されている。
In addition, one end (side closer to the power supply line) of the resistor R <b> 1 is connected to the
スレーブECUは、それぞれ、同一の機能動作の制御を行うもので、例えば、車両のドアロック装置、パワーウインドウ装置、電動シート装置等の制御を行う。よって、ハードウエアおよびソフトウエアは同一である。スレーブECUは、マスタECU10からの動作指示に基づき、各スレーブECUに接続されたアクチュエータ(図示せず)の駆動制御を行い、マスタECU10へ、スレーブECUあるいはアクチュエータの状態を送信する。
Each slave ECU controls the same functional operation, and controls, for example, a vehicle door lock device, a power window device, and an electric seat device. Therefore, the hardware and software are the same. The slave ECU performs drive control of an actuator (not shown) connected to each slave ECU based on an operation instruction from the
スレーブECUの構成は全て同一であるため、スレーブECU20を例に挙げて説明する。スレーブECU20は、周知のCPU21(本発明の検知部、識別情報取得部)、フラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体を用いたメモリ21a、コネクタ22、マスタECU10と通信信号の遣り取りを行う通信I/F23、抵抗R2、周辺回路およびアクチュエータ駆動回路(図示せず)を含む。
Since all the slave ECUs have the same configuration, the
スレーブECU20の入力線24には、コネクタ22を介して、マスタECU10の抵抗R1の他の一端に接続される配線25が接続されている。入力線24には、抵抗R2の一端(電源線に近い側)が接続されている。また、他の一端(接地に近い側)は、コネクタ22を介して配線35に接続されている。そして、配線35は、下位のスレーブECU30のコネクタ32を介して入力線34に接続されている。よって、入力線24からCPU21に入力される電圧V2は、Vbから抵抗R1の電圧降下分を差し引いたものとなる。
A
また、抵抗R1〜R5の値は同一(R)であることが望ましい。本構成が、抵抗の値は、全てのECUで同一であるものに相当する。本構成によって、識別情報の取得が容易となる。また、最下位のスレーブECU(50)の抵抗(R5)の他の一端はコネクタ(52)を介して配線(56)により接地されている。 The values of the resistors R1 to R5 are preferably the same (R). This configuration corresponds to a resistance value that is the same in all ECUs. With this configuration, it is easy to obtain identification information. The other end of the resistor (R5) of the lowest-order slave ECU (50) is grounded by the wiring (56) via the connector (52).
上述のように、図1の構成では、電源線(Vb)と接地(GND)との間に、マスタECU10とスレーブECUとの総数に等しい抵抗(R1〜R5)が直列接続され、各抵抗の電源線側の一端の電位が最も高いもの(Vb)がマスタECU10に入力され、以下、順に各抵抗の電源線側の一端の電位がスレーブECUに入力されている。よって、スレーブECUのCPUの電圧入力端子には、電源電圧であるVbから上位(高電位側)に接続されているECUの抵抗による電圧降下の和を差し引いたものが印加される。
As described above, in the configuration of FIG. 1, resistors (R1 to R5) equal to the total number of the
抵抗R1〜R5の値が同一で、マスタECUおよびスレーブECUが計n個接続されている場合、ECU一つあたりの電圧降下Vrは、Vr=Vb/n[V]となる。したがって、m番目のECUで計測した入力線の電圧Vmは、Vm=Vb−(m−1)*Vr=Vb−(m−1)*(Vb/n)[V]となるため、
m=n*(1−Vm/Vb)+1(式1)のように算出できる。
また、抵抗R1〜R5の他の一端に配線(破線で表示)を追加して、各抵抗の両端の電圧を測定する構成とすると、マスタECUおよびスレーブECUが計n個接続されている場合、ECU一つあたりの電圧降下Vrは、Vr=Vb/n*Rとなる。したがって、m番目のECUで計測した入力線の電圧Vmは、Vm=Vb−(m−1)*(Vb/n*R)となるため、
m=2*Vb/(Vb+R*V)(式2)のように算出できる。
When resistors R1 to R5 have the same value and n master ECUs and slave ECUs are connected in total, the voltage drop Vr per ECU is Vr = Vb / n [V]. Therefore, the voltage Vm of the input line measured by the mth ECU is Vm = Vb− (m−1) * Vr = Vb− (m−1) * (Vb / n) [V].
m = n * (1−Vm / Vb) +1 (Equation 1).
Further, when a wiring (indicated by a broken line) is added to the other end of the resistors R1 to R5 to measure the voltage across each resistor, when a total of n master ECUs and slave ECUs are connected, The voltage drop Vr per ECU is Vr = Vb / n * R. Therefore, the voltage Vm of the input line measured by the mth ECU is Vm = Vb− (m−1) * (Vb / n * R).
m = 2 * Vb / (Vb + R * V) (Formula 2).
図2を用いて、図1の構成における、スレーブECUの識別情報取得処理について説明する。本処理は、スレーブECUの電源投入時に実行してもよいし、マスタECU10から何らかの通信を受信したときに実行してもよい。まず、入力線(24等)に印加されている電圧を測定する(S11)。次に、測定電圧に基づいて、識別情報を取得する(S12)。すなわち、上述の(式1)を用いてmを算出し、このmを識別情報とする。そして、メモリに識別情報を記憶する(S13)。以降、スレーブECUの識別情報は、メモリからこのmを読み出して使用する。 The identification information acquisition process of the slave ECU in the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIG. This process may be executed when the slave ECU is turned on, or may be executed when any communication is received from the master ECU 10. First, the voltage applied to the input line (24 etc.) is measured (S11). Next, identification information is acquired based on the measured voltage (S12). In other words, m is calculated using the above (Formula 1), and this m is used as identification information. Then, the identification information is stored in the memory (S13). Thereafter, this m is read from the memory and used as the identification information of the slave ECU.
以下、図3を用いて、本発明のネットワークシステムの別例について説明する。なお、図3以降の構成が、入力線は複数あり、識別情報取得部は、検知部が、どの入力線で信号を検知したかに基づいて、識別情報を取得するものに相当する。 Hereinafter, another example of the network system of the present invention will be described with reference to FIG. 3 and the subsequent configurations have a plurality of input lines, and the identification information acquisition unit corresponds to a unit that acquires identification information based on which input line the detection unit detects a signal.
マスタECU10の構成は、図1と同様であるため、ここでの詳細な説明は割愛する。また、スレーブECUは、図1の構成から抵抗(R1等)および入力線(14等)を除いたものであるので、CPU、通信I/F、メモリ等についての、ここでの詳細な説明は割愛する。以下、スレーブECU20を例に挙げて説明する。
Since the configuration of the
スレーブECU20のコネクタ22には、電源(Vb)が供給される電源線26、マスタECU10の接地(GND)に接続される接地線27、LAN60に接続される通信線28が接続されるピンが割り当てられている。
The
図4および図5を用い、電源線26(予め定められた値の電圧が印加されている)を用いた識別情報の取得について説明する。図4に、コネクタ22〜CPU21間の入力線の配線形態を示す。また、図5に、コネクタのピン割り当ての例を示す。なお、本構成が、信号として、予め定められた値の電圧が入力されるものに相当する。
The acquisition of identification information using the power supply line 26 (a voltage having a predetermined value is applied) will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 shows a wiring form of input lines between the
本例では、電源線26は、スレーブECU20に最大4本接続することができる。すなわち、電源線26は、コネクタ22のピン222a〜222dに接続され、それぞれが基板29上の配線26a〜26dを介して、CPU21の端子21a〜21dに接続される。また、配線26a〜26dにはプルダウン抵抗(図示せず)が接続されている。
In this example, a maximum of four
スレーブECU20に電源を供給するための電源線が別に設けられているとき、電源線26のコネクタ22への接続形態は、いずれのコネクタピンにも電源線26が接続されていない形態(0000)〜全てのコネクタピンに電源線26が接続された状態(1111)の16通りある(接続:0、非接続:1と表記)。これにより、16個のスレーブECUを識別することが可能となる。
When a power supply line for supplying power to the
図6および図7を用い、電源線26および通信線28(通信信号)を用いた識別情報の取得について説明する。図6に、コネクタ22〜CPU21間の入力線の配線形態を示す。また、図7に、コネクタのピン割り当ての例を示す。本例では、電源線26および通信線28は、一部の図示を省略しているが、それぞれスレーブECU20に最大4本接続することができる。
The acquisition of identification information using the
電源線26は、コネクタ22のピン222a〜222dに接続され、それぞれが配線26a〜26dを介して、CPU21の端子21a〜21dに接続される。通信線28は、コネクタ22のピン221a〜221dに接続され、それぞれが配線28a〜28dを介して、CPU21の端子21e〜21hに接続される。なお、図6では、配線26c、26dおよび配線28c、28dと、CPU21の端子21c、21d、21g、21hは省略してある。また、配線26a〜26dにはプルダウン抵抗(図示せず)が接続され、配線28a〜28dには必要があればプルアップ抵抗(図示せず)が接続される。
The
また、図6では、実際にマスタECU10との通信に用いる通信線は、上述の通信線28(28a〜28d)とは別に設けられ(ピン221eに接続)、あるいは通信線28の1本から分岐し、配線180を介して通信I/F23に接続され、CPU21に入力される。
In FIG. 6, the communication line actually used for communication with the
本構成では、最大256(16×16)個のスレーブECUを識別することが可能となる。 In this configuration, it is possible to identify a maximum of 256 (16 × 16) slave ECUs.
図6および図7の構成において、通信線28のみを用いて識別情報を取得してもよい。この構成が、信号として、マスタECUからの通信信号が入力されるものに相当する。
In the configurations of FIGS. 6 and 7, the identification information may be acquired using only the
図8および図9を用い、電源線26および接地線27(接地電圧)を用いた識別情報の取得について説明する。図8に、コネクタ22〜CPU21間の入力線の配線形態を示す。また、図9に、コネクタのピン割り当ての例を示す。本例では、電源線26および接地線27は、一部の図示を省略しているが、それぞれスレーブECU20に最大4本接続することができる。
The acquisition of identification information using the
電源線26は、コネクタ22のピン222a〜222dに接続され、それぞれが配線26a〜26dを介して、CPU21の端子21a〜21dに接続される。接地線27は、コネクタ22のピン221a〜221dに接続され、それぞれが配線27a〜27dを介して、CPU21の端子21e〜21hに接続される。なお、図8では、配線26c、26dおよび配線27c、27dと、CPU21の端子21c、21d、21g、21hは省略してある。また、配線26a〜26dにはプルダウン抵抗(図示せず)が接続され、配線27a〜27dにはプルアップ抵抗(図示せず)が接続されている。
The
本構成でも、最大256個のスレーブECUを識別することが可能となる。 Even in this configuration, a maximum of 256 slave ECUs can be identified.
図8および図9の構成において、接地線27のみを用いて識別情報を取得してもよい。この構成が、信号として、接地電圧が入力されるものに相当する。また、接地線27と通信線28を用いた構成、電源線26、接地線27、および通信線28を全て用いた構成としてもよい。
In the configurations of FIGS. 8 and 9, the identification information may be acquired using only the
図10を用いて、図3〜図9の構成における、スレーブECUでの識別情報取得処理について説明する。まず、入力線(すなわち、CPUの端子21a〜21d、21e〜21h)の状態を検知する(S31)。
The identification information acquisition process in the slave ECU in the configurations of FIGS. 3 to 9 will be described with reference to FIG. First, the state of the input lines (that is, the
入力線に電源線あるいは接地線が接続されるときには、CPUの各端子のレベルを検知して、接続の有無を検知する。また、入力線に通信線が接続されるときには、所定時間内に端子の入力レベルに変化があったときには通信線が接続されていると判定する。 When a power supply line or a ground line is connected to the input line, the level of each terminal of the CPU is detected to detect the presence or absence of connection. When the communication line is connected to the input line, it is determined that the communication line is connected when the input level of the terminal changes within a predetermined time.
次に、入力線の検知状態に基づき、識別情報を取得する。例えば、メモリに記憶された識別情報データテーブルを参照して、入力線の検知状態に対応した識別情報を取得する(S32)。そして、取得した識別情報をメモリに記憶する(S33)。以降、スレーブECUの識別情報は、メモリから読み出して使用する。 Next, identification information is acquired based on the detection state of the input line. For example, referring to the identification information data table stored in the memory, identification information corresponding to the input line detection state is acquired (S32). Then, the acquired identification information is stored in the memory (S33). Thereafter, the identification information of the slave ECU is read from the memory and used.
次に、以下のようにして、通信信号の受信状況に基づいて、マスタECU10との通信を行うための通信線を決定する(S34)。
・入力線とは別に通信線が設けられているときは、その通信線を用いる。
・入力線とは別に通信線が設けられておらず、CPUの入力端子に接続された通信線が1本しかないときは、その通信線を用いる。
・入力線とは別に通信線が設けられておらず、CPUの入力端子に接続された通信線が複数あるとき、通信信号を検出した、入力端子の最若番(あるいは、最老番)に接続された通信線を用いる。例えば、入力端子の全てで通信信号を検出したときには、21aが最若番、21hが最老番となる。
Next, a communication line for performing communication with the
• If a communication line is provided separately from the input line, use that communication line.
If no communication line is provided separately from the input line and there is only one communication line connected to the input terminal of the CPU, that communication line is used.
-When there is no communication line separately from the input line and there are multiple communication lines connected to the CPU input terminal, the communication terminal is detected as the youngest number (or the oldest number) of the input terminal. Use a connected communication line. For example, when communication signals are detected at all of the input terminals, 21a is the youngest number and 21h is the oldest number.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments, and the knowledge of those skilled in the art can be used without departing from the spirit of the claims. Various modifications based on this are possible.
1 ネットワークシステム
10 マスタECU
20、30、40,50 スレーブECU
21、31、41、51 CPU(検知部、識別情報取得部)
21a、31a、41a、51a メモリ
22、32、42、52 コネクタ
23、33、43、53 通信I/F
24、34、44、54 入力線
26、36、46、56 電源線(入力線)
27、37、47、57 接地線(入力線)
28、38、48、58 通信線(入力線)
60 LAN
R1、R2、R3、R4、R5 抵抗
1
20, 30, 40, 50 Slave ECU
21, 31, 41, 51 CPU (detection unit, identification information acquisition unit)
21a, 31a, 41a,
24, 34, 44, 54
27, 37, 47, 57 Grounding wire (input wire)
28, 38, 48, 58 Communication line (input line)
60 LAN
R1, R2, R3, R4, R5 resistance
Claims (7)
前記スレーブECUは、
外部から予め定められた信号が入力される入力線の状態を検知する検知部と、
検知した前記入力線の状態に基づき、前記ECUの識別情報を取得する識別情報取得部と、
を備えることを特徴とするネットワークシステム。 A master ECU, and a plurality of slave ECUs that are connected to the master ECU so as to be communicable and operate based on communication with the master ECU and perform the same functional operation;
The slave ECU
A detection unit for detecting a state of an input line to which a predetermined signal is input from the outside;
Based on the detected state of the input line, an identification information acquisition unit that acquires identification information of the ECU;
A network system comprising:
前記電源線に接続された抵抗は前記マスタECUに含まれ、残余の抵抗は1つずつ前記スレーブECUに含まれ、
前記スレーブECUに含まれた抵抗の前記電源線側の一端が、前記スレーブECUの入力線に接続され、
前記検知部は、前記入力線の電圧を検知し、
前記識別情報取得部は、前記検知部が検知した電圧値に基づいて前記識別情報を取得する請求項1に記載のネットワークシステム。 Between the power line and the ground, resistors equal to the total number of the master ECU and the slave ECU are connected in series,
The resistance connected to the power line is included in the master ECU, and the remaining resistance is included in the slave ECU one by one,
One end of the resistance included in the slave ECU on the power supply line side is connected to an input line of the slave ECU,
The detection unit detects the voltage of the input line,
The network system according to claim 1, wherein the identification information acquisition unit acquires the identification information based on a voltage value detected by the detection unit.
前記識別情報取得部は、前記検知部が、どの入力線で前記信号を検知したかに基づいて、前記識別情報を取得する請求項1に記載のネットワークシステム。 There are a plurality of the input lines,
The network system according to claim 1, wherein the identification information acquisition unit acquires the identification information based on which input line the detection unit detects the signal.
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